家用清洁剂的成分提高了融合反应的效率

聚变反应堆

想要提高融合电力的机会吗?看起来不比厨房水槽下的清洁剂。

由科学家们在美国能源部(DOE)普林斯顿等离子物理实验室(PPPL.)提供了新的证据,即硼,硼砂家用清洁剂的主要成分颗粒,可以涂上甜甜圈形状的内部部件等离子体称为tokamaks的设备,提高效率融合反应。

“我们的实验带来了这种技术如何运作的关键见解,”PPPL物理学家Alessandro Bortolon表示,报告调查结果核聚变。“结果将有助于阐明控制硼粉的受控注射是否可用于支持未来融合反应堆的有效运行。”

融合将光元素的形式结合在一起等离子体- 由自由电子和原子核组成的热,充电的物质状态 - 在可以产生大量能量的过程中。科学家正在寻求利用融合,为太阳和星星提供力量,以创造几乎取之不尽的资源来发电。

研究人员发现,硼注入技术使得在托烷烃中更容易地生产可靠的高性能等离子体,其中内部部件内部部件衬有碳,常用于现今的设备。结果来自于DIII-D国家融合设施的实验,即一般原子为DOE运行。

Alessandro Bortolon.

物理学家alessandro波多隆和元素硼的照片;显示tokamak内部的图表和照片。信用:照片由Alexander Nagy和Alessandro Bortolon / Collage提供的照片由Elle Starkman提供

研究补充了在德国Garching的Max Plancks Prassics研究所经营的轴对称转向器实验 - 升级(Asdex-U)上进行的实验结果。这些实验表明,硼注入技术使得能够进入托金币中的高性能等离子体,内部涂有钨等金属。DIII-D和ASDEX-U实验在一起提供了强有力的证据表明硼注入技术将确保一系列融合机器的良好等离子体性能。

DIII-D实验还填充在缺失的信息中,确认注射技术导致在托卡马克内部铺设硼层。“你会直觉地认为当硼粉下降到等离子体中时,硼会溶解并去托卡马克的某个地方,”波多隆说。“但没有人试图通过等离子体本身确认形成硼层。有零信息。这是第一次使用这种技术直接显示和测量。“

硼层可防止从内壁转移到等离子体中的材料,使等离子体免于可以稀释主等离子体燃料的杂质。较少的杂质使等离子体更稳定并降低破坏的频率。

注射技术可以补充甚至更换用于铺设硼的电流技术,这需要将Tokamak关闭到几天。该技术,称为发光排出的硼化,也涉及有毒气体。

硼粉法去除这些问题。“如果使用硼粉末注射,你就不必打断所有内容并关闭托卡马克的磁线圈,”波多隆说。“此外,您不必担心处理有毒气体。具有这样的工具对于未来的融合设备来说非常重要。“

参考文献:“通过硼粉末注射膜注射壁调节的观察DIII-D H模式等离子体”由A.Bortolon,R. Maingi,A. Nagy,J.Ren,J.D.Duran,A. Maan,D.C. Dovan,J.A.Boedo,D.L.Rudakov,A.W.凯悦,T.W.Wilks,M.W. Shafer,C.M.Samuell,M.E.Fenstermacher,E.P.Gilson,R. Lunsford,D.K.Mansfield,T. Abrams和R. Nazikian,9月28日9月28日,核聚变
DOI:10.1088 / 1741-4326 / ABAF31

这项研究得到了Doe Science办公室(Fusion Leatht Sciences)的支持。合作者包括田纳西州诺克斯维尔大学,加州大学 - 圣地亚哥,马萨诸塞州理工学院,橡树岭国家实验室和劳伦斯利弗莫尔国家实验室。

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